200MW機組除氧器乏汽的回收利用

楊帆

【摘要】根據機組運行中的實際情況，利用技術較成熟的蒸汽壓力匹配器技術，采用了蒸汽壓力匹配器和乏汽直供相結合的方式，將除氧器乏汽全部回收供給熱用戶。通過計算分析，該方式不僅能降低企業的運營成本，還能為企業創造良好的經濟效益和社會效益。

【關鍵詞】乏汽回收；壓力匹配器；經濟效益

0引言

近年來，我國北方地區霧霾天氣越來越嚴重，特別是入冬以后，霧霾天數明顯增多，其中的一個重要原因就是由于眾多的小供熱鍋爐和熱水廠鍋爐的燃燒效率低，煤炭不完全燃燒產生大量的煙塵，因此，大力推行集中供熱不僅是地方環保的要求，也是節約一次能源的必然趨勢。國產200MW供熱機組就具備采暖抽汽和工業抽汽的設計，不僅能集中供熱，還可以將工業抽汽供給熱水廠和浴池等熱用戶，以減少小鍋爐房的數量，所以我們要充分利用200MW供熱機組這一優勢。

200MW供熱機組除氧器的乏汽是直接外排的，除氧器需要連續不斷的排放乏汽，乏汽的排放不僅造成工質和熱量的損失，還會對環境產生噪音和熱污染。特別是隨著煤炭、運輸和水的價格不斷上漲，都增加了電廠的運營成本。如果除氧器排放的乏汽過少，則會導致給水溶解氧超標，威脅機組安全運行。所以很多電廠都進行了除氧器乏汽回收的改造，采用的方法有很多，現常用的除氧器乏汽回收裝置是用凝結水或化學除鹽水在汽水混合器內與除氧器排放的乏汽進行混合，經過二次除氧后，再將凝結水或化學除鹽水送入除氧器。用除氧器乏汽的熱量來加熱凝結水或化學除鹽水，從而達到回收乏汽的目的。但是這種裝置一次性投入較大，系統相對復雜，并且需要二次除氧。所以除氧器乏汽回收的改造是否適用，具體還要根據電廠自身的特點。

1機組供熱現狀

大唐長春第二熱電有限責任公司共有六臺國產200MW熱電聯產機組，供暖期六臺機組同時運行，非供暖期受到區域電網調峰等因素的影響約有三臺機組運行。經過對機組實際情況的調研，除氧器正常運行時壓力0.6MPa（絕對壓力)，溫度159℃，除氧器乏汽經過節流后的壓力約為0.4MPa(絕對壓力)，排汽量一般在1.5t/h左右。公司常年對部分熱水廠和浴池供汽，壓力0.5MPa(絕對壓力)，溫度240℃，流量4t/h左右，流量穩定。在供暖期還要對開發區大流量供汽，通過將1.0MPa(絕對壓力)，溫度450℃左右的三抽壓力減溫減壓至0.5MPa(絕對壓力)，溫度240℃對外供汽，流量20t/h左右，持續供汽約6個月，流量穩定。

圖1除氧器乏汽回收利用系統簡圖

2乏汽的回收利用

由于機組多，除氧器乏汽量也較大，如果能將除氧器乏汽回收后直接向熱用戶供汽，不僅能節能減排，增加經濟效益，還避免了除氧器乏汽直接回收后的二次除氧問題。所以結合機組的實際情況，針對供暖期和非供暖期熱用戶用汽量相差較大，采用兩種運行方式。一種運行方式是供暖期時，通過在工業抽汽上安裝蒸汽壓力匹配器，將除氧器乏汽回收向所有熱用戶供汽。另一種運行方式是非供暖期時，由于機組運行少，熱用戶用汽量也較少，蒸汽壓力匹配器無法投入，可以將除氧器乏汽直接向熱水廠或浴池供汽。兩種方式可以通過操作閥門進行切換，系統簡單，操作簡便。除氧器乏汽回收利用系統簡圖如圖1。

2.1供暖期運行方式

蒸汽壓力匹配器是完成能量轉換的一種裝置，它是由一定能量的高溫高壓蒸汽，經過噴嘴射出形成高速射流。由于射流和空氣之間產生卷吸作用和紊動擴散作用，把吸入室的氣體帶走，使該處產生局部真空狀態，使低溫低壓蒸汽進入泵室，隨同高壓高速蒸汽被帶入喉管，與之混合，并進行能量交換，在喉管內，由于分子的紊動作用，高溫蒸汽將一部分動能及熱能傳給低溫蒸汽，使低溫蒸汽的動能和熱能得以加強，高溫蒸汽的速度隨之減緩，而低溫蒸汽速度逐步加快，在喉管末端，兩股蒸汽速度逐漸趨于一致，混合進入擴散室，然后流速逐步降低，壓力上升，產生了介于高、低壓蒸汽壓力之間的蒸汽。

蒸汽壓力匹配器應用很多年，并且技術成熟，完全可以根據蒸汽參數來設計蒸汽壓力匹配器尺寸。將1.0MPa(絕對壓力)，溫度450℃左右的三抽蒸汽作為高壓蒸汽，0.6MPa（絕對壓力)，溫度159℃的除氧器乏汽作為低壓蒸汽，通過蒸汽壓力匹配器將三抽蒸汽降壓與除氧器乏汽混合降溫后變成0.5MPa(絕對壓力)，溫度240℃的蒸汽以滿足所有熱用戶的需求。使用蒸汽壓力匹配器后，不僅可以將除氧器乏汽全部回收，汽溫相對較低的除氧器乏汽還可以作為工業抽汽的減溫水，從而減少工業抽汽減溫水的用量，降低給水泵單耗（工業抽汽減溫水是由給水泵供給）。

２．２非供暖期運行方式

非供暖期三臺機組運行時，如果除氧器的乏汽量能滿足熱用戶的需求，就可以將除氧器的乏汽直接供給熱用戶。

查焓熵圖可知，壓力0.5MPa(絕對壓力)，溫度240℃時蒸汽焓值h1＝2939.2kj/kg，壓力0.4MPa(絕對壓力)，溫度159℃蒸汽焓值h2＝2772.3 kj/kg，流量G1＝4 t/h。

Ｑ１＝Ｑ２，G1h1=G2h2

G■=■，G■=4.24（t/h）

經過計算可以得出，三臺機組運行除氧器的乏汽量4.5t/h與熱用戶用汽量基本匹配，考慮到傳輸過程的熱損失，乏汽量需加大，完全可以實現除氧器乏汽的零排放。

綜上所述，這種除氧器乏汽回收利用裝置完全可以將除氧器乏汽回收并利用，并且針對原有的對外供汽管道，只需簡單的改造，少量的投資就能將所有機組除氧器的乏汽回收利用。改造后的系統簡單易操作，維護量少，由于無轉動設備，運行可靠，可以長時間運行。另外，隨著城市的不斷擴張和人們節能意識的增強，熱用戶對蒸汽的需求量逐年增加，可以實現全年通過蒸汽壓力匹配器將除氧器乏汽回收對外供汽，這樣可以簡化除氧器乏汽回收利用系統，更便于操作和維護。

3安全性分析

采用蒸汽壓力匹配器將除氧器乏汽回收利用主要有兩方面的安全隱患，一方面，是熱用戶如果突然停止用汽時，工業抽汽會因憋壓進入到除氧器的乏汽母管中，易造成除氧器超壓。另一方面，如果除氧器的乏汽排出不暢，會導致給水含氧量超標，威脅機組的安全運行。為了保證除氧器及機組的安全穩定運行，該裝置裝設了乏汽管道逆止門和除氧器對外排汽電磁閥，一旦發生熱用戶所有供汽中斷時，乏汽逆止門可以防止工業抽汽中的高壓蒸汽進入到除氧器的乏汽母管中，同時除氧器對外排汽電磁閥可以快速開啟，保證除氧器乏汽的順利排放。因此除氧器乏汽回收利用裝置是安全可靠的。

4經濟效益

除氧器乏汽壓力0.4MPa(絕對壓力)，溫度159℃，蒸汽焓值h=2772.3 kj/kg，六臺機組運行時G1=9t/h，三臺機組運行時G2=4.5t/h，供暖期和非供暖期各運行4320小時?；瘜W除鹽水全年平均溫度為15℃，焓值為h1=63 kj/kg，則全年除氧器乏汽回收的熱量為：

Q=G（h-h1）

Q=（9+4.5）×4320×（2772.3-63）×10-3=15.8萬（吉焦）

鍋爐效率η=90.91%，Q低位=29307 kj/kg，則全年節約標煤量為：

B=■

B=■=5.93×10■（噸）

按現在標煤單價560元/t計算，每年可以節約成本332.08萬元。化學除鹽水按4元/t計算，還可以節約23.328萬元。則全年可以節約總成本約355.408萬元。

如果將這部分熱量直接供給熱用戶，供熱收費按48元/吉焦計算，則產生的效益為：

全年回收除氧器乏汽的收益=15.8×48=758.4（萬元）

由此可見，將除氧器乏汽回收后直接供給熱用戶，熱量損失少，熱量利用率高，不僅可以減少相應的大氣污染物和粉煤灰的排放量，還可以為企業創造出良好的經濟效益。

5結論

除氧器乏汽的回收利用要根據企業的自身特點去改造，如果將除氧器乏汽全部回收并利用好，可以為企業創造出很好的經濟效益，降低企業的運營成本，節約能源，減少電廠噪音和二氧化碳排放，具有一定的社會效益。并且200MW供熱機組一般都會建在城市的周邊，都有對外供汽系統，所以這種較少的投資就能將除氧器乏汽回收利用的系統是很有市場，值得提倡的。

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［責任編輯：薛俊歌］